Je lepší středový nebo zapletený motor?

Zapletený motor

tedy motor umístěný v předním, nebo zadním kole. Konstrukce jsou dvě, menší a lehčí o průměru cca 15 cm s planetovou převodovkou a volnoběžkou uvnitř. Pokud není motor v činnosti, díky volnoběžce neklade žádný odpor, převodová kola jsou obvykle plastová a když se opotřebí, dají se snadno vyměnit. Tento typ motoru neumožňuje rekuperaci a je obvykle dimenzován do 350 W. Vyrábí se v několika variantách s přípravou na kotoučové brzdy, pro šroubovací, nebo kazetové vícekolečko.

Druhá konstrukce je větší a těžší o průměru cca 35 cm, motor má větší počet magnetů a nemá převodovku ani volnoběžku, díky tomu je až na ložiska prakticky nezničitelný, je dimenzován obvykle až do 1000W a díky absenci volnoběžky může fungovat při jízdě z kopce, jako dynamo a dobíjet baterii ( rekuperovat ). Tato funkce se používá zřídka pro malou účinnost, neboť i při jízdě z kopce cyklista nejvíce energie spotřebuje na překonání odporu vzduchu a úspora energie se pohybuje v jednotkách procent. Díky rekuperaci se dojezd elektrokola s touto funkcí prodlouží o několik málo km. 

Stejnosměrný, nebo střídavý?

Obvykle se motory označují jako střídavé s přívlastkem bezkartáčové, to je ale polopravda.

Střídavé motory neobsahují permanentní magnety, ale ty v každém motoru elektrokola jsou.

Podívejme se jak funguje stejnosměrný motor jaký najdeme třeba v akumulátorovém šroubováku nebo v nějaké hračce:

Stator obsahuje dva nebo sudý počet permanentních magnetů a vytváří trvalé magnetické pole. Rotor obsahuje obvykle tři, (nebo násobky tří) vinutí. A pak je tady komutátor tvořený kovovými lamelami, na které dosedají kartáče (uhlíky). Lamely komutátoru jsou propojeny s cívkami rotoru.

Zjednodušeně to funguje tak, že proud prochází přes kartáče do lamel, projde vinutím jedné cívky, * kde vytvoří magnetické pole a protože vinutí jsou v magnetickém poli tvořeném permanentními magnety, dojde k pootočení rotoru. Zároveň se lamely komutátoru pootočí tak, že přepnou proud do další cívky, která zase pootočí rotorem a tak pořád dokola.

* pro úplnost je potřeba dodat, že vzhledem k zapojení cívek do trojúhelníku zároveň prochází menší část proudu i dalšími dvěma cívkami. 

Při otáčení komutátoru můžeme pozorovat jiskřičky, dochází k ošoupávání a opalování jak lamel, tak kartáčů - uhlíků, což je hlavní nevýhoda stejnosměrného motoru. (kartáčového)

Z kartáčového na bezkartáčový

Pokud mechanický komutátor (můžeme jej pojmenovat jako přepínač fází) nahradíme elektronickými spínači (tranzistory) a nebude jej řídit hřídel rotoru, ale elektronika, získáme stejnosměrný bezkartáčový motor.

Ten má mnoho výhod, předně se zbavíme jiskření a opalování kontaktů, získáme možnost přesnějšího řízení otáček, výkonu a zlepší se i účinnost motoru.

Nezanedbatelnou výhodou je, že mechanickou část můžeme oddělit od elektronické a namísto spojení hřídelí je propojit kabely.

Motor v elektrokole je také stejnosměrný, ale je rozpůlen na dvě části.

Rotor se statorem je umístěn do kola a druhá část (původně komutátor) je umístěna do krabičky v blízkosti baterie, kde tvoří součást řídící jednotky.

Motory zapletené v kole mají napájecí kabel vyveden z boku v duté hřídeli. Kabel k motoru je buď třívodičový, nebo devítivodičový.

Silent

U motoru s devítivodičovým kabelem jsou 3 vodiče vyhrazeny pro napájení třech vinutí motoru a ostatní vodiče jsou určeny pro přenos informace o úhlu natočení rotoru. (To zprostředkovávají hallovy sondy rozmístěné v motoru) Řídící jednotka má tak přesnou informaci o natočení rotoru a může tak velmi přesně " zapínat" jednotlivé cívky a tím je zajištěn plynulejší rozběh, vyšší účinnost motoru a jeho tišší chod. Nevýhodou je vyšší cena. Tyto motory jsou označovány jako "silent" případně je u nich uváděno řízení sinusovým signálem.

Pokud se rozhodnete pro zapletený motor, pak vám z výše popsaného důvodu doporučíme motor s hallovými sondami (SILENT)

Basic - střelba puškou od boku

Pokud má motor jen 3 vodiče (označován jako BASIC), chybí hallovy sondy a řídící jednotka nemá přesné údaje o poloze rotoru, pak řízení motoru vypadá asi jako střelba puškou od boku. Účinnost motoru je nižší, rozběh není plynulý a motor se vyznačuje vyšší hlučností. Nicméně po rozběhu motoru se řídící jednotka "chytne" a motor funguje podobně, jako ten s hallovými sondami. Obvykle je u tohoto motoru udáváno řízení pravoúhlým signálem. 

Řešení se zapleteným motorem je obvykle levnější oproti středovému motoru a vyznačuje se následujícími vlastnostmi:

• Zapletený motor má menší sílu (kroutící moment kolem 50 Nm) 
• Každý elektromotor má maximální účinnost v určitých otáčkách. U zapleteného motoru je maximální účinnost motoru zvolena přibližně na 80% maximální rychlosti, tedy cca na 20 km/hod. Pokud jedeme rychlostí kolem 20 km/hod, je účinnost motoru vysoká, ale pokud  jedeme třeba do kopce rychlostí 8 km/hod, motor se nachází v pásmu nízké účinnosti, (to může být i méně než 50%) má velkou spotřebu a malý výkon, energie v baterii rychle ubývá a klesá dojezd.
• Obvykle bývá k zapleteným motorům přiřazena řídící jednotka s magnetickým snímačem otáček klik. Tato řídící jednotka neměří sílu, kterou cyklista působí na pedály, ale spokojí se s informací, zda cyklista točí nahama, či nikoliv a podle toho zapíná a vypíná motor. Režim "zapnuto - vypnuto" má negativní vliv na hospodárnost provozu a vyznačuje se nižším dojezdem, než režim proporcionálního řízení motoru podle síly měřené na středové ose šlapacího středu, kterým disponují systémy se středovým motorem.
• Zapletený motor ( bez volnoběžky) umožňuje rekuperaci.

Zapletené motory jsou u nás velmi oblíbené, ale v bohatších zemích jejich prodej a používání rychle klesá.

>>>>>>>>>>>>rozpracováno, pokračování brzy<<<<<<<<<<<